5月26日下午，中國石油大學（北京）的翠宮報告廳內(nèi)座無虛席，學生們紛紛前來聆聽一場油氣勘探領域的大師課。
5月26日下午，中國石油大學（北京）的翠宮報告廳內(nèi)舉辦“強國總師思政課”活動。主辦方供圖
此次授課的主角——中國工程院院士、中國石化總地質(zhì)師、中國石化石油勘探開發(fā)研究院院長郭旭升，是油氣勘探領域當之無愧的領軍人物。
在近40年的職業(yè)生涯中，郭旭升帶領團隊，發(fā)現(xiàn)了我國首個海相整裝大氣田普光氣田、全球首個超深層生物礁大氣田元壩氣田、我國首個頁巖氣大氣田涪陵氣田……
當天，在國務院國資委宣傳工作局、國務院國資委新聞中心和中國青年報社聯(lián)合主辦的 “強國總師思政課”上，郭旭升結合理論知識、地質(zhì)構造圖和珍貴現(xiàn)場勘探影像，從深地空間的戰(zhàn)略價值切入，串聯(lián)起我國海相天然氣勘探的艱苦突圍歷程，分享了從普光氣田、元壩氣田到涪陵頁巖氣田的關鍵突破，以及他對青年的寄語，為在場學生展開了一幅“向地球深部探能源”的奮斗長卷。
進軍深地的意義
什么是深地？郭旭升開篇點出概念，“深地，是指人類難以達到的淺地表之下的固體地球的深部”。
郭旭升又展示了一幅地球內(nèi)部構造圖進一步讓學生們加強理解，他分析道：“深地勘探是非常困難的。首先，巖石堅硬難以進入；其次，地球內(nèi)部構造復雜導致信號微弱難以識別；而且向地下每百米溫度要提高3攝氏度左右，很多儀器裝備很難適應深部高溫，穩(wěn)定性非常差。”
緊接著，郭旭升切換出一幅深地空間資源圖，圖中展示了不同深度空間的研究價值與資源利用價值，他講解道：“大家可以看到，地表到地下2千米以內(nèi)空間是國防防御空間，地鐵就在這個空間里；地下1千米到10千米左右，是能源資源開發(fā)的主要空間；10千米到40千米是自然災害空間；40千米到更深處是科學探索空間。”
每一層深地空間都極具研究與利用價值。郭旭升說：“深地空間的地質(zhì)活動深刻影響著地表形態(tài)的滄桑變遷，研究深部地質(zhì)的成因機制與演化規(guī)律，對深地資源的勘探、開發(fā)和利用具有重大意義。”統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國已有173種礦產(chǎn)資源，石油地質(zhì)資源量達1257億噸，天然氣地質(zhì)資源量達212萬億方。
盡管困難重重，我國安全、經(jīng)濟、資源等各個方面都在向深地進軍。2016年，全國科技大會、兩院院士大會上明確提出，向地球深部進軍是我國必須攻克的戰(zhàn)略課題。同年，國務院印發(fā)的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出“深空、深海、深地、深藍”四深戰(zhàn)略，將深地資源的攻關研究與開發(fā)利用提升到前所未有的戰(zhàn)略高度。
郭旭升說，中國石油工業(yè)的發(fā)展史，實際上是一部向深部進軍的奮斗史。
建國之初，我國全國原油產(chǎn)量只有12萬噸，而當時全國所需是1000多萬噸。郭旭升感慨地說：“通過第一個五年規(guī)劃的努力，我們發(fā)現(xiàn)和建成了克拉瑪依油田，當時克一井深620米。1959年，大慶油田松基三井出油，井深1461.76米，僅用三年多時間累計生產(chǎn)了原油1166.2萬噸，中國宣布石油基本自給，甩掉了貧油落后的帽子。”
后來，在陸相生油理論和大慶精神的指引下，我國石油勘探戰(zhàn)略東移并實現(xiàn)大發(fā)展，相繼發(fā)現(xiàn)了勝利油田、遼河油田以及中原油田等，油氣勘探也不斷朝著4500米、6000米的深度進發(fā)。
中國工程院院士、中國石化總地質(zhì)師、中國石化石油勘探開發(fā)研究院院長郭旭升向在場學子授課。主辦方供圖
強化基礎研究，實現(xiàn)海相天然氣勘探突破
20世紀90年代以來，我國進軍深地的實踐逐步向海相天然氣勘探領域拓展。
“世界上含油氣盆地的儲量，90%產(chǎn)自海相沉積，我國在2000年時，僅有10%的儲量來自海相。”郭旭升說，“但其實，我國海相地層面積很廣闊，960萬平方公里中有450萬平方公里的海相地層。”海相地層是我國油氣資源開發(fā)的重點領域。
為此，中國石化在1998年提出“穩(wěn)定東部、發(fā)展西部、準備南方”的戰(zhàn)略：穩(wěn)定以勝利油田為代表的東部油田，在塔里木的塔河油田基礎上實現(xiàn)大發(fā)展，在我國廣大的南方碳酸鹽地區(qū)、海相地區(qū)實現(xiàn)油氣勘探的突破。因此，在海相領域發(fā)現(xiàn)大型、特大型油氣田，成為了幾代石油工作者和地質(zhì)工作者的夢想。
普光氣田的發(fā)現(xiàn)，是我國海相天然氣勘探的重要轉折點。
“四川普光地區(qū)早期的勘探并不順利，”郭旭升回憶道，“1990年起，地質(zhì)工作者們在普光先后打了21口探井，都沒有取得實質(zhì)性突破。很多專家認為這個地方是海槽，不具備勘探價值，勘探工作一度處于停滯狀態(tài)。”
2000年后，在中國工程院院士、現(xiàn)任中國石化集團董事長馬永生的帶領下，地質(zhì)工作者重新開展了整個四川盆地的地層學、沉積學的基礎研究工作，“前人的認識和工作是我們的基礎，但我們想要取得突破，我們只能比別人把研究工作做得更扎實、更細致。”
經(jīng)過細致的研究，團隊發(fā)現(xiàn)了二疊系長興組標準化石和臺地邊緣礁灘相白云巖。郭旭升講道：“我們重新厘定了地層單元，重新確定了地層和沉積格架。”并創(chuàng)新提出“三元控儲”和“多元供烴，復合控藏”理論新認識?；谶@些基礎理論認識創(chuàng)新，2001年，中國石化南方海相經(jīng)理部在宣漢一達縣區(qū)塊部署了普光1井，試獲日產(chǎn)42萬方的高產(chǎn)氣流，發(fā)現(xiàn)了國內(nèi)首個海相整裝大氣田，實現(xiàn)了南方海相深層碳酸鹽巖勘探的重大突破。
在普光氣田成功發(fā)現(xiàn)和開采的基礎上，中國石化的勘探團隊，在海相油氣勘探領域，向更深進發(fā)。
元壩地區(qū)位于四川盆地北部坳陷，2001年才完成探礦權登記，是四川盆地最后一個被登記的區(qū)塊。郭旭升團隊入駐后，對當?shù)厣锝搁_展研究觀察，預測天然氣很可能深埋于 7000米以下的超深層地層中。
為了解決超深以及由此帶來的高溫、高壓、壓力系統(tǒng)復雜等問題，郭旭升回憶，當時中國石化組織600余人，依托16項國家和省部級科研課題，開展全方位的基礎研究和技術攻關。最終研究出元壩的儲存演化歷史，并創(chuàng)新了一系列勘探技術，解決了超深層氣田的勘探問題。
2006年，郭旭升團隊在元壩地區(qū)部署了深達7427米的元壩1井，2007年11月順利獲得日產(chǎn)50.3萬立方米的高產(chǎn)氣流。如今，元壩氣田探明儲量已達2195億立方米，是中國石化繼發(fā)現(xiàn)國內(nèi)最大海相整裝氣田普光氣田之后，在四川盆地發(fā)現(xiàn)的又一個千億立方儲量的大型海相氣田。與此同時，元壩氣田也成為了全球首個超深層海相生物礁大氣田。
堅持自主創(chuàng)新，提升能源自信
21世紀初，頁巖氣革命引發(fā)了全球能源領域深刻的變革。郭旭升團隊步履不停，也將目光投向了極具挑戰(zhàn)性的頁巖氣領域。
“之前國內(nèi)外眾多企業(yè)借鑒北美的理論和技術，為找頁巖氣，在全國打了120余口井，都沒獲得規(guī)模性發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)都退出了勘探。”郭旭升結合兩張中美地層結構圖分析道，根據(jù)地質(zhì)對比，科研人員認識到我國頁巖氣藏與美國不同，美國頁巖多處于生油氣高峰期，地質(zhì)構造簡單、易于開發(fā)，我國地質(zhì)條件復雜，頁巖氣聚集規(guī)律復雜，開采難度大。此外，當時頁巖氣勘探的關鍵裝備和工具受制于人。以頁巖氣井鉆機為例，外國公司一臺要價就高達2.2億元，而且9個月后才能拿到手。
郭旭升斬釘截鐵地說：“在頁巖氣領域，我國必須走自主創(chuàng)新之路。”
實地勘探后，郭旭升團隊將目光鎖定于四川盆地南部涪陵地區(qū)的五峰組龍馬溪組頁巖，將其判定為最有利的頁巖氣勘探層。后來根據(jù)研究，團隊揭示出了和美國完全不同的中國南方海相頁巖氣生儲和保存機理。同時，團隊提出了一系列創(chuàng)新技術：頁巖氣高精度成像技術，將深度誤差控制在1%以內(nèi)；基于頁巖破巖機理創(chuàng)造了分段壓裂技術，有效助力破巖……此外，在涪陵頁巖氣勘探開發(fā)過程中，中國石化還實現(xiàn)了鉆機、壓力裝備等關鍵裝備的本土化研發(fā)制造。
在自主研發(fā)理論、技術和裝備的支持下，2012年11月28日，涪陵焦頁1井放噴，以20.3萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，拉開了我國頁巖氣勘探開發(fā)的序幕。
涪陵頁巖氣，一路東去，氣壯山河。
2012年至今，涪陵氣田已經(jīng)產(chǎn)氣突破700億立方米，這些頁巖氣正通過川氣東送管道走進千家萬戶。2024年，我國頁巖氣產(chǎn)量超過250億立方米，占天然氣總產(chǎn)量的10%以上，頁巖氣已成為中國天然氣增儲上產(chǎn)的重要增長極。
由于涪陵頁巖氣的突破，2014年11月，中國石化在第五屆世界頁巖油氣峰會上獲得“頁巖油氣國際先鋒獎”，也推動中國成為除北美以外首個實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的國家。郭旭升說：“涪陵頁巖氣，提振了我國油氣領域的技術自信與能源自信。”
學生們正聽得入神，眼前忽然被一團火焰的光芒照亮——幻燈片上展示出焦頁1井點火的照片。熾烈的火焰從井口噴涌而出，橙紅色的光焰隨風舒展，在天空中化作一只舞動的“火精靈”。郭旭升覺得這張照片很有意思也很有紀念意義，“許多當時在場的同志說，這火焰像帶著翅膀的小天使，為我們國家的頁巖氣勘探帶來生機勃勃的春天。”
在提問環(huán)節(jié)，一位學生著眼行業(yè)未來，向郭旭升請教如何平衡傳統(tǒng)化石能源開發(fā)與新能源轉型的問題。郭旭升認為這個問題很有意義。他說，傳統(tǒng)能源和新能源的發(fā)展是相互促進的，新能源可以為傳統(tǒng)能源做補充和優(yōu)化，但同時，很多油田屬于荒漠地區(qū)，也是發(fā)展風能太陽能的有利選址，并且深地油氣勘探的同時，也能開發(fā)地熱資源。
授課結束后，人群尚未散去，一位男同學捧著筆記本在簽名隊伍中等候，他說，“在未來的日子里，我相信會有更多的石油人向著地球深部不斷進軍，我會是其中一位。”
